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作者简介：孙荣楠（1982-）男，汉，辽宁营口人，营口流体设备制造（集团）有限公司，质量工程师，大专学历。
摘要：随着机械制造业的不断发展，对机械加工质量的要求不断提高，机械加工质量的核心是机械加工精度，为了提高机械加工精度，就必须对产生加工误差的各项原始误差进行分析，了解这些误差因素是如何产生的，才能针对造成加工误差的主要原始误差采取有效的预防措施，保证机械加工质量。
关键词：机械加工质量、加工精度、原始误差。
在机加工中，机床、夹具、工件和刀具构成一个完整的系统，称为工艺系统。由于工艺系统本身的结构和状态、操作过程以及加工过程中的物理力学现象而产生刀具和工件之间的相对位置关系发生偏移的各种因素称为原始误差。原始误差根据不同情况放大或缩小地反映给工件，使工件产生加工误差而影响加工精度。
1、与工艺系统本身初始状态有关的原始误差：
1.1、原理误差：由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮敦而产生的加工误差。
1.1.1、 采用近似的加工运动造成的误差
在加工过程中，为了得到要求的工件表面，必须在工件或刀具的运动之间建立一定的联系。从理论上讲，应采用完全准确的运动联系，但是有时会使加工工艺极为复杂，甚至是难以做到。如在车削或磨削模数螺纹时，由于其导程t=πm，式中有π这个无理因子，在用配换齿轮来得到导程数值时，就存在原理误差。
1.1.2、采用近似的刀具轮廓造成的误差
用成形刀具加工复杂的曲面时，要使刀具刃口做得完全符合理论曲线的轮廓有时非常困难，通常采用圆弧、直线等简单近似的线型代替理论曲线。如用滚刀滚切渐开线齿轮时，为了滚刀的制造方便，多用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆来代替渐开线基本蜗杆，从而产生了加工原理误差。
1.2、工艺系统几何误差
1.2.1、机床的制造误差
机床误差是造成加工误差的主要原始误差因素。机床误差主要包括：
（1）主轴回转误差是指主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移。主轴回转误差会造成零件加工表面的形位误差及表面的波纹度和粗糙度。
（2）导轨导向误差是指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想方向的差值。导轨导向误差会造成工件加工表面的尺寸、形状与位置误差，导轨副的不均匀磨损、机床安装不正确或地基不良，都会增加导向误差。
（3）传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。它是螺纹、齿轮、蜗轮以及其它按展成原理加工工件时，影响加工精度的主要误差来源。
（4）机床主轴、导轨间的位置关系误差，将使加工表面产生形状与位置误差。
1.2.2、刀具的制造误差
刀具对加工精度的影响，随刀具的种类不同而不同；采用定尺寸刀具、成形刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响加工精度；对于车刀、铣刀、镗刀等一般刀具，其制造精度对加工精度无直接影响、但刀具磨损后，也会影响工件的尺寸精度及形状精度。
1.2.3、夹具的制造误差
夹具的制造误差指夹具上定位元件、导向元件、对刀元件、分度机构、夹具体等的加工误差，夹具装配后以上各种元件工作面间的相对尺寸、位置误差、以及夹具在使用过程中工作表面的磨损。
1.2.4、定位误差
定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置變动量。定位误差主要包括：
（1）基准不重合误差是定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差。
（2）基准位置误差是指定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差
两者方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。
1.2.5、调整误差
调整的作用主要是使刀具与工件之间达到正确的相对位置，由于调整不可能绝对准确，因而产生调整误差。工艺系统的调整有两种基本方式，即试切法和调整法。
（1）试切法普遍应用在小批生产中，影响调整误差的因素包括测量误差产生的误差、调整吃刀量产生的误差、试切时与正式切削时切削层厚度不同的误差。
（2）调整法广泛应用在大批大量生产中，调整法对工艺系统调整时也要以试切为依据，因此影响试切法的所有因素都对调整法有影响。此外影响调整误差的因素还有定程机构误差、样板或样件的误差、测量有限试件造成的误差。
2、与切削过程有关的原始误差
2.1、工艺系统受力变形产生的误差
切削加工时、由机床、刀具、夹具个工件组成的工艺系统在切削力、加紧力、惯性力、以及重力等的作用下，将产生相应的变形，使刀具和工件在静态下调整好的相互位置以及切削成形所需要的正确几何关系发生变化，而造成加工误差。工艺系统抵抗变形的能力，可用刚度来描述。工艺系统刚度对加工精度的影响可以归结两个方面：
2.1.1、切削过程中，工艺系统的刚度会随切削力作用点位置的变化而变化，因此，使工艺系统受力变形亦随之变化，使工件产生误差。
2.1.2、当毛坯形状误差较大或材料硬度很不均匀导致切削力产生较大变化而引起的加工误差。
2. 2、工艺系统受热变形产生的误差
机械加工中，工艺系统受到切削热、摩擦热、环境温度和辐射热的影响，温度会逐渐升高，当超过热平衡状态，工件和刀具间的正确相对位置就会遭到破坏，造成加工误差。
2.2.1、机床热变形对加工精度的影响
机床受热各部件温度将发生转变，因为受热不均和机床机构的复杂性，机床的各部件发生分歧水平的热变形，破损了机床各部件原有的彼此位置关系，影响加工精度。
2.2.2、刀具热变形对加工精度的影响
尽管在切削加工中传入刀具的热量只有3%～5%，但因为刀具的尺寸和热容量小，故仍有很高的温升，从而引起刀具的热伸长并造成加工误差。
2.2.3、工件热变形对加工精度的影响
工件的热变形主要是由切削热引起的，热变形情形与是否平均受热有关。
（1）工件平均受热，如车、磨轴类件的外圆，待加工后冷却到室温时其长度和直径将有所缩短，由此而发生尺寸误差。对于较长工件（如长轴）的加工，随着切削的进行，工件温度逐渐升高，直径逐渐增大，工件被切去的金属层厚度越来越大，冷却后不仅发生径向尺寸误差，而且还会发生圆柱度误差。
（2）工件不平均受热，如磨削零件单一概况，因为工件单面受热而发生向上翘曲变形，加工冷却后将形成中凹的外形误差，这种现象对于加工薄片类零件尤为凸起。
2.3、工件残余应力引起的误差、
残余应力也称内应力，是指在没有外力作用下或去除外力后工件内存留的应力，具有残余应力的零件处于一种不稳定的状态，它内部的组织有强烈的倾向要恢复到一个稳定的没有应力的状态。在这一过程中，零件将会翘曲变形，原有的加工精度会逐渐丧失。其外界因素来自热加工和冷加工。通过适当的热处理或时效可以一定程度避免此种误差。
结论：机械制造业的发展的根本就是要提高加工精度，确保产品质量。既然原始误差是客观存在的，就只有了解这些误差因素是如何产生和影响加工误差，并针对造成加工误差的主要原始误差采取有效的解决措施，才能提高机械加工的精度，促进产品质量的提高。
摘要：随着机械制造业的不断发展，对机械加工质量的要求不断提高，机械加工质量的核心是机械加工精度，为了提高机械加工精度，就必须对产生加工误差的各项原始误差进行分析，了解这些误差因素是如何产生的，才能针对造成加工误差的主要原始误差采取有效的预防措施，保证机械加工质量。
关键词：机械加工质量、加工精度、原始误差。
在机加工中，机床、夹具、工件和刀具构成一个完整的系统，称为工艺系统。由于工艺系统本身的结构和状态、操作过程以及加工过程中的物理力学现象而产生刀具和工件之间的相对位置关系发生偏移的各种因素称为原始误差。原始误差根据不同情况放大或缩小地反映给工件，使工件产生加工误差而影响加工精度。
1、与工艺系统本身初始状态有关的原始误差：
1.1、原理误差：由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮敦而产生的加工误差。
1.1.1、 采用近似的加工运动造成的误差
在加工过程中，为了得到要求的工件表面，必须在工件或刀具的运动之间建立一定的联系。从理论上讲，应采用完全准确的运动联系，但是有时会使加工工艺极为复杂，甚至是难以做到。如在车削或磨削模数螺纹时，由于其导程t=πm，式中有π这个无理因子，在用配换齿轮来得到导程数值时，就存在原理误差。
1.1.2、采用近似的刀具轮廓造成的误差
用成形刀具加工复杂的曲面时，要使刀具刃口做得完全符合理论曲线的轮廓有时非常困难，通常采用圆弧、直线等简单近似的线型代替理论曲线。如用滚刀滚切渐开线齿轮时，为了滚刀的制造方便，多用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆来代替渐开线基本蜗杆，从而产生了加工原理误差。
1.2、工艺系统几何误差
1.2.1、机床的制造误差
机床误差是造成加工误差的主要原始误差因素。机床误差主要包括：
（1）主轴回转误差是指主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移。主轴回转误差会造成零件加工表面的形位误差及表面的波纹度和粗糙度。
（2）导轨导向误差是指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想方向的差值。导轨导向误差会造成工件加工表面的尺寸、形状与位置误差，导轨副的不均匀磨损、机床安装不正确或地基不良，都会增加导向误差。
（3）传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。它是螺纹、齿轮、蜗轮以及其它按展成原理加工工件时，影响加工精度的主要误差来源。
（4）机床主轴、导轨间的位置关系误差，将使加工表面产生形状与位置误差。
1.2.2、刀具的制造误差
刀具对加工精度的影响，随刀具的种类不同而不同；采用定尺寸刀具、成形刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响加工精度；对于车刀、铣刀、镗刀等一般刀具，其制造精度对加工精度无直接影响、但刀具磨损后，也会影响工件的尺寸精度及形状精度。
1.2.3、夹具的制造误差
夹具的制造误差指夹具上定位元件、导向元件、对刀元件、分度机构、夹具体等的加工误差，夹具装配后以上各种元件工作面间的相对尺寸、位置误差、以及夹具在使用过程中工作表面的磨损。
1.2.4、定位误差
定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置變动量。定位误差主要包括：
（1）基准不重合误差是定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差。
（2）基准位置误差是指定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差
两者方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。
1.2.5、调整误差
调整的作用主要是使刀具与工件之间达到正确的相对位置，由于调整不可能绝对准确，因而产生调整误差。工艺系统的调整有两种基本方式，即试切法和调整法。
（1）试切法普遍应用在小批生产中，影响调整误差的因素包括测量误差产生的误差、调整吃刀量产生的误差、试切时与正式切削时切削层厚度不同的误差。
（2）调整法广泛应用在大批大量生产中，调整法对工艺系统调整时也要以试切为依据，因此影响试切法的所有因素都对调整法有影响。此外影响调整误差的因素还有定程机构误差、样板或样件的误差、测量有限试件造成的误差。
2、与切削过程有关的原始误差
2.1、工艺系统受力变形产生的误差
切削加工时、由机床、刀具、夹具个工件组成的工艺系统在切削力、加紧力、惯性力、以及重力等的作用下，将产生相应的变形，使刀具和工件在静态下调整好的相互位置以及切削成形所需要的正确几何关系发生变化，而造成加工误差。工艺系统抵抗变形的能力，可用刚度来描述。工艺系统刚度对加工精度的影响可以归结两个方面：
2.1.1、切削过程中，工艺系统的刚度会随切削力作用点位置的变化而变化，因此，使工艺系统受力变形亦随之变化，使工件产生误差。
2.1.2、当毛坯形状误差较大或材料硬度很不均匀导致切削力产生较大变化而引起的加工误差。
2. 2、工艺系统受热变形产生的误差
机械加工中，工艺系统受到切削热、摩擦热、环境温度和辐射热的影响，温度会逐渐升高，当超过热平衡状态，工件和刀具间的正确相对位置就会遭到破坏，造成加工误差。
2.2.1、机床热变形对加工精度的影响
机床受热各部件温度将发生转变，因为受热不均和机床机构的复杂性，机床的各部件发生分歧水平的热变形，破损了机床各部件原有的彼此位置关系，影响加工精度。
2.2.2、刀具热变形对加工精度的影响
尽管在切削加工中传入刀具的热量只有3%～5%，但因为刀具的尺寸和热容量小，故仍有很高的温升，从而引起刀具的热伸长并造成加工误差。
2.2.3、工件热变形对加工精度的影响
工件的热变形主要是由切削热引起的，热变形情形与是否平均受热有关。
（1）工件平均受热，如车、磨轴类件的外圆，待加工后冷却到室温时其长度和直径将有所缩短，由此而发生尺寸误差。对于较长工件（如长轴）的加工，随着切削的进行，工件温度逐渐升高，直径逐渐增大，工件被切去的金属层厚度越来越大，冷却后不仅发生径向尺寸误差，而且还会发生圆柱度误差。
（2）工件不平均受热，如磨削零件单一概况，因为工件单面受热而发生向上翘曲变形，加工冷却后将形成中凹的外形误差，这种现象对于加工薄片类零件尤为凸起。
2.3、工件残余应力引起的误差、
残余应力也称内应力，是指在没有外力作用下或去除外力后工件内存留的应力，具有残余应力的零件处于一种不稳定的状态，它内部的组织有强烈的倾向要恢复到一个稳定的没有应力的状态。在这一过程中，零件将会翘曲变形，原有的加工精度会逐渐丧失。其外界因素来自热加工和冷加工。通过适当的热处理或时效可以一定程度避免此种误差。
结论：机械制造业的发展的根本就是要提高加工精度，确保产品质量。既然原始误差是客观存在的，就只有了解这些误差因素是如何产生和影响加工误差，并针对造成加工误差的主要原始误差采取有效的解决措施，才能提高机械加工的精度，促进产品质量的提高。